KR20060007689A - 관 이음용 패킹 - Google Patents

Abstract

본 발명은 관 이음용 패킹에 관한 것으로서, 그 구성은 이음부위의 외주연에 적어도 하나 이상의 요홈이 형성된 관의 외측에 삽입되고, 또한 그 외측을 클램프로 둘러싸서 관을 연결하는 패킹에 있어서, 상기 패킹의 내부에 적어도 하나 이상의 중공부가 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 지진을 비롯한 외부의 충격 또는 기후변화에 따른 온도 편차에 의한 유동에 적응할 수 있도록 유연성 및 탄성복원력이 탁월한 효과가 있다.

패킹. 중공부. 돌출링.

Description

관 이음용 패킹{packing for pipe joint}

도 1a 내지 도 1c는 각각 본 발명에 의한 서로 다른 패킹의 절개된 사시도이다.

도 2는 본 발명에 의한 패킹을 이용하여 두개의 관을 연결한 상태의 단면도이다.

도 3a 및 도 3b는 각각 종래 패킹 및 그를 이용하여 두개의 관을 연결한 상태의 단면도이다.

도 4는 종래의 개량된 패킹의 절개 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 패킹 11: 중공부 12: 돌출링

13: 요홈 13a: 보조요홈

20: 관 21: 플랜지 22: 링홈

30: 클램프 31: 패킹수용부 32: 돌출부

32a: 보조돌출부 33: 걸림턱

40: 조임부재

본 발명은 관 이음용 패킹에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지진을 비롯한 외부의 충격 또는 기후변화에 따른 온도 편차에 의한 유동에 적응할 수 있도록 유연성 및 탄성복원력이 탁월한 관 이음용 패킹에 관한 것이다.

관 이음은 견고함과 더불어 시공이 간편할 것을 요구한다. 일반적으로 관은 취급이 용이한 길이로 제작되고, 현장에서 필요한 형태로 배열하여 관의 방향에 따라 소켓(socket), 리듀서(reducer), 티(Tee), 엘보(elbow)를 이용하여 용접하거나 나사결합하여 관을 연결하여 왔다. 또한 유체의 공급 또는 차단을 선택적으로 해야할 경우에는 밸브를 설치하기도 하였다.

상술한 방법에 의한 관 이음 작업은 견고하다는 장점은 있으나 작업성이 현저하게 떨어지는 것은 물론 용접부위에 균열이 발생하기 쉬운 단점과 부식으로 인한 누수가 발생하는 등 여러 가지 문제점이 노출되었다. 나아가서 이러한 문제가 식수가 통과하는 수도관에서 발생한다면 중금속의 오염 등 위생적인 문제도 발생되며, 또한 기후변화에 따른 온도편차에 의해 관의 길이가 수축 및 팽창하게 되고, 외부 충격 및 지진 등에 의해 발생하는 관의 유동에 전혀 적응할 수 없다는 문제점이 있었다. 이러한 문제는 관의 파열을 일으키고, 관이 파열된 경우 식수의 누수와 오염, 가스의 누출로 인한 폭발 및 원자력 발전소 배관시설의 경우에는 인명사고로 이어질 수 있었다.

상술한 방법 이외에 관을 연결하는 방법으로 고무패킹 및 클램프를 이용하는 방법도 널리 사용되고 있으나, 수평 방향 또는 수직 방향의 외력이 작용하면 연결 된 관이 상기 고무패킹으로부터 이탈되는 문제가 있었다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개선된 형태의 패킹이 개시되었으며, 도 3a를 참조하여 그 구성을 설명하면, 하방 및 내부가 도시된 바와 같이 절곡되어 형성되었다. 이와 같이 구성된 패킹(110) 및 클램프(120)를 이용하여 관(100)을 연결한 상태를 도 3b에 나타내었다. 이와 같이 연결된 관은 수평방향의 외력이 작용하면 관 사이의 간격이 벌어지게 되고 그에 대응하여 상기 패킹(110)의 절개부위(A)의 간격도 벌어지면서 여전히 양 관(100)에 패킹(110)이 밀착되는 것을 알 수 있다. 또한 외력이 소멸되면 벌어졌던 절개부위(A)가 원래의 형상으로 복원되면서 이와 밀착되어 있는 관(100)을 원위치로 복귀시키는 역할을 한다. 이와 같은 종래의 개선된 패킹은 외력에 대한 유연한 대응, 그리고 상기 외력이 소멸된 후의 탄성복원력에 있어서 매우 획기적인 효과가 있지만, 동시에 패킹(110) 내부가 절곡되어 있기 때문에 유체를 이송하는 과정에서 이물질이 끼게 되며, 그로 인한 송수능력이 저하되고, 더욱이 세균번식의 우려가 있었다. 또한 패킹을 절개하기 때문에 상대적으로 유압에 취약하다는 문제점이 있었다.

이와 같은 종래의 개선된 패킹의 문제점을 극복하기 위하여 대한민국 특허출원 제2003-0052141호에서 개선된 패킹이 제시되었다. 그 구성 및 작용을 도 4를 참조하여 설명하면, 패킹(10)의 내주연을 따라 돌출링(12)을 형성하고, 외주연에 요홈(13) 또는 보조요홈(미도시)을 형성하였다. 이와 같이 구성된 패킹을 이용하여 관 또는 밸브, 엘보, 티, 등을 연결함에 있어서, 상기 관 등의 이음부위 외주연에 링홈을 형성하고, 상기 링홈과 돌출링을 밀착시킨다. 이와 같이 밀착된 링홈과 돌 출링의 상호작용에 의해 연결된 관에 외력이 작용할 경우에 유연하게 대응하고, 또한 상기 외력이 소멸된 경우에는 원 위치로 복원되도록 구성한 것이다. 이와 같은 구성은 지진을 비롯한 외부의 충격 또는 기후변화에 따른 온도 편차에 의한 유동에 적응할 수 있도록 유연성 및 탄성복원력이 탁월한 효과가 있다. 그러나 이 역시 패킹의 재질에 의한 고유성질 이상의 유연성 및 탄성복원력은 기대할 수 없었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 지진을 비롯한 외부의 충격 또는 기후변화에 따른 온도 편차에 의한 유동에 적응할 수 있도록 유연성 및 탄성복원력이 탁월한 관 이음용 패킹을 제공함에 있다.

이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 관 이음용 패킹은 이음부위의 외주연에 적어도 하나 이상의 요홈이 형성된 관의 외측에 삽입되고, 또한 그 외측을 클램프로 둘러싸서 관을 연결하는 패킹에 있어서, 상기 패킹의 내부에 적어도 하나 이상의 중공부가 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 관 이음용 패킹의 다른 구성은 이음부위의 외주연에 적어도 하나 이상의 요홈이 형성된 관의 외측에 삽입되고, 또한 그 내주연을 따라 상기 요홈에 밀착되는 돌출링이 일체형성되어 관을 연결하는 패킹에 있어서, 상기 패킹의 내부에 적어도 하나 이상의 중공부가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 관 이음용 패킹에 있어서, 상기 중공부가 두개 이상 형성되 는 경우, 상기 중공부는 중앙을 중심으로 좌우 대칭되도록 형성된 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 관 이음용 패킹의 구성 및 작용을 설명한다.

도 1a 내지 도 1c를 참조하여 본 발명에 의한 패킹(10)의 구성을 설명하면, 상기 패킹(10)은 그 외주연을 따라 요홈(13) 또는/및 보조요홈(13a)이 형성되어 이루어진다. 상기 보조요홈(13a)은 상기 요홈(13)을 기준으로 좌우측 대칭되도록 하나 이상 형성할 수 있다. 또한 내부의 중공부(11) 및 내주연을 따라 돌출링(12)이 형성된다. 상기 중공부(11)는 도 1a와 같이 중앙부에 하나의 타원으로 형성할 수도 있고, 도 1b 및 도 1c와 같이 중앙을 중심으로 좌우측에 대칭되도록 두개 이상 형성할 수도 있다. 상기 중공부(11)의 크기는 패킹(10)의 크기 및 기타 환경에 따라 다양하게 선택할 수 있는 것은 당연하다. 상기 중공부(11)는 패킹(10) 자체의 형상이 자유롭게 변형될 수 있도록 공간을 제공하여 유연성을 향상시키고, 이와 동시에 탄성복원력을 향상시키기 위한 구성이다. 이와 같은 구성으로 인해 지진 등의 외력이나 온도변화에 의해 수축 또는 팽창되는 관의 길이에 따라 연결된 관에 움직임이 있는 경우에 패킹도 같이 유동하여 관이 패킹으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있고, 또한 상기의 외력이 소멸되거나 또는 관의 길이가 원상태로 될 경우에는 상기 패킹(10)의 탄성복원력에 의해 관을 원위치로 복원시키는 작용을 한다. 이에 대하여는 더욱 자세히 후술하기로 한다.

도 2를 참조하여 본 발명에 의한 패킹(10)을 이용하여 관을 연결하는 방법에 대하여 설명한다.

관 또는 밸브 등의 이음부위 외주연을 따라 직접 링홈(22)을 형성할 수도 있지만, 도시된 바와 같이 링홈(22)이 형성된 플랜지(21)를 별도로 형성하고, 이를 관 등의 이음부위에 용접할 수도 있을 것이다. 상기 관(20) 또는 플랜지(21)의 외측에 본 발명에 의한 패킹(10)을 삽입한다. 이 때, 패킹(10)의 내주연에 돌출링(12)이 별도로 형성되어 있지 아니한 경우에는 관계 없으나, 별도로 형성된 경우에는 그 돌출링(12)이 상기 링홈(22)에 밀착되도록 위치 조정을 하면서 삽입한다. 다음으로 상기 패킹(10)의 외측을 복수개로 분할 형성된 클램프(30)로 둘러 싼 후, 이들을 볼트 등의 체결구로 결합함으로써 관 이음이 완결된다. 상기 클램프(30)의 내부에 형성된 패킹수용부에는 패킹의 요홈(13) 및 보조요홈(13a)에 대응되도록 돌출부(32) 및 보조돌출부(32a)가 형성되어 있음을 알 수 있다.

이와 같이 연결된 관 또는 밸브 등에 수평방향의 외력이 작용할 때의 본 발명에 의한 패킹의 작용을 살펴본다.

구체적으로 좌측 관에는 아무런 외력이 작용하지 아니하고, 우측 관에만 지진 등에 의하여 인장력이 작용한다고 가정한다. 이 때, 좌측 관에는 아무런 힘이 작용하지 않기 때문에 패킹(10)의 내주연에 형성된 돌출링(12)은 좌측 플랜지(21)에 형성되어 있는 링홈(22)의 표면 전반에 걸쳐 고루 밀착되어 있다. 반면, 우측 관(20)이 외력을 받아 우측으로 이동하게 되면 우측 플랜지(21)에 형성되어 있는 링홈(22)도 우측으로 이동하게 되며, 결과적으로 본 발명에 의한 패킹(10)의 내주연에 형성되어 있는 돌출링(12)은 상기 링홈(22)의 우측벽으로부터 이격되고, 단지 좌측벽에만 밀착되어 그 형상이 변형된다. 본 발명에 의한 패킹(10)의 이와 같은 작용으로 인해 외력을 받은 경우에도 관(20)이 패킹(10)으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

더욱이 상기 패킹(10)의 내부에 중공부(11)가 형성되어 있기 때문에 이와 같은 작용이 더욱 효과적으로 발휘된다. 구체적으로 설명하면, 내부공간(중공부)이 변형공간을 제공하기 때문에 중공부(11)가 내부에 형성되어 있는 패킹(10)은 그렇지 아니한 패킹에 비해 인장력이나 압축력 또는 수직방향의 힘이 작용할 경우에 패킹(10)의 형상이 보다 자유롭게 변형될 수 있는 것은 당연하다. 결과적으로 중공부(11)를 형성함으로 인해 유연성이 향상된 패킹(10)을 이용하여 관(20)을 연결한 경우, 그렇지 아니한 경우에 비해 우측 관(20)에 인장력이 작용하여 우측으로 이동하게 되면 원형의 중공부(11)가 타원형 또는 기타의 형상으로 변형되고, 패킹(10)의 형상도 변형되면서 우측으로 이동하는 관과 이격되지 아니하고 함께 이동할 수 있는 성질이 강하다. 또한 외력이 소멸되면 유연성 있는 패킹(10) 및 돌출링(12)의 탄성복원력에 의해 우측 관이 원 위치로 복원되는 것이다.

이와 같은 작용은 비단 수평방향의 외력 뿐만 아니라 수직방향의 외력에도 유사한 작용을 한다.

또한 상기에서 인용한 대한민국 특허출원 제2003-0052141호에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 클램프(30)의 측벽인 걸림턱(33)을 관통하여 그 내부에 삽입되어 있는 패킹(10)을 두께방향으로 압축할 수 있는 조임부재(40)가 형성되어 있었다. 이것은 사용연한에 따라 패킹(10) 또는 돌출링(12)의 탄성복원력이 약해지면 상기 조임부재(40)를 이용하여 패킹(10)을 압축함으로써 상기 돌출링을 상기 링홈에 더욱 밀착시켜 어느 정도 탄성복원력을 회복할 수 있도록 하기 위한 구성이었다. 이러한 경우, 패킹(10)의 내부에 본 발명과 같이 중공부(11)가 형성함으로써, 조임부재(40)를 조여 패킹(10)을 압축하는 것이 더욱 효과적이다. 이것 역시 상기 중공부(11)의 형상이 변형되면서 상기 돌출링(12)을 링홈(22)에 더욱 밀착시키기 때문이다.

상기에서는 관과 관을 연결하는 구성에 대하여만 설명하였으나, 본 발명에 의한 패킹은 이에 국한되는 것은 아니다. 즉, 본 발명에 의한 패킹은 관과 일반적인 밸브(valve), 리듀서(reducer), 티(Tee) 및 엘보(elbow) 등의 관 이음쇠의 연결에도 적용가능하다.

본 발명에 따르면 연결된 관이 지진을 비롯한 외부의 충격 또는 기후변화에 따른 온도 편차에 의한 관의 유동에 효과적으로 적응할 수 있으며, 외력이 소멸되면 돌출링의 탄성복원력에 의해 원위치로 복귀하는 효과가 있다. 특히, 패킹의 내부에 중공부를 형성함으로써 패킹의 유연성 및 탄성복원력이 향상되므로 수평방향의 외력 뿐만 아니라 수직방향의 외력에도 효과적으로 대처할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면 조임부재를 죄어 패킹을 압축함으로써 돌출링의 크기를 조절함으로써 오랜 사용으로 기능이 약화된 경우에도 보정할 수 있으며, 이러한 보정능력은 패킹의 내부에 중공부를 형성함으로 인해 더욱 향상된다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명 의 기술사상 범위내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (3)

1. 이음부위의 외주연에 적어도 하나 이상의 요홈이 형성된 관의 외측에 삽입되고, 또한 그 외측을 클램프로 둘러싸서 관을 연결하는 패킹에 있어서,

   상기 패킹의 내부에 적어도 하나 이상의 중공부가 형성된 것을 특징으로 하는 관 이음용 패킹.
2. 이음부위의 외주연에 적어도 하나 이상의 요홈이 형성된 관의 외측에 삽입되고, 또한 그 내주연을 따라 상기 요홈에 밀착되는 돌출링이 일체형성되어 관을 연결하는 패킹에 있어서,

   상기 패킹의 내부에 적어도 하나 이상의 중공부가 형성된 것을 특징으로 하는 관 이음용 패킹.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 중공부가 두개 이상 형성되는 경우, 상기 중공부는 중앙을 중심으로 좌우 대칭되도록 형성된 것을 특징으로 하는 상기 관 이음용 패킹.

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